JP5409052B2

JP5409052B2 - 工作機械のコラム熱変形抑制構造

Info

Publication number: JP5409052B2
Application number: JP2009051462A
Authority: JP
Inventors: 智治長谷川
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2009-03-05
Filing date: 2009-03-05
Publication date: 2014-02-05
Anticipated expiration: 2029-03-05
Also published as: JP2010201583A

Description

本発明は、コラムの熱変形を抑制することができる工作機械のコラム熱変形抑制構造に関する。

一般に、横中ぐり盤等の工作機械には、中空構造に形成されたコラムが設けられており、このコラムの前面には、主軸を回転可能に支持するサドルが摺動可能に支持されている。このような工作機械の中には、コラムの摺動面を切粉や切削水等から保護するために、テレスコカバーやジャバラカバー等の摺動面カバーを備えたものが提供されている。また、工作機械においては、機械周囲の温度変化の影響や、機械自体から発生する熱の影響を受けて、コラムが熱変形をしないように、高い剛性を持って設計されている。

ところが、上述したように、工作機械に摺動面カバーを備えると、コラムの摺動面が外気に接触しにくくなると共に、サドル内の主軸駆動手段の発熱により、コラムの摺動面と摺動面カバーの内面との間に囲まれた空間内が高温に保持されることになる。これにより、コラムにおける前後方向及び左右方向の熱的バランスが崩れてしまい、結果的に、コラムの熱変形を招くおそれがある。このように、コラムに熱変形が生じると、サドルの摺動時における真直度が低下することになり、加工精度に悪影響を及ぼすおそれがあった。

そこで、従来から、上述したような加工精度の低下に対処するために、コラムの熱変形を抑制する様々な手段が講じられている。このような、従来の工作機械のコラム熱変形抑制構造は、例えば、特許文献１に開示されている。

特公平７−４９１８１号公報

上記従来のコラム熱変形抑制構造では、コラムの熱変形量に応じて、コラム自体をアクチュエータにより加熱冷却して、コラムの伸縮制御を行うようにしている。しかしながら、このような従来の構成では、コラムの熱変形を検出するセンサや、このセンサの検出結果に応じて駆動する加熱用及び冷却用のアクチュエータを、コラムの内側及び外側に多数設けなければならず、大掛かりな設置作業が必要となってしまう。

従って、本発明は上記課題を解決するものであって、大掛かりな設置作業を必要とすることなく、コラムの熱変形を抑制することができる工作機械のコラム熱変形抑制構造を提供することを目的とする。

上記課題を解決する第１の発明に係る工作機械のコラム熱変形抑制構造は、
工具を着脱可能に装着する主軸を回転可能に支持するサドルと、
前記サドルを摺動可能に支持する摺動面を有するコラムと、
前記摺動面を覆うように設けられ、前記サドルの摺動に伴って伸縮する摺動面カバーと、
前記摺動面カバー内に空気を供給する空気供給手段とを備え、
前記空気供給手段は、前記摺動面に沿って延在し、且つ、前記サドルを貫通するカバー内側空気供給通路を有し、
前記カバー内側空気供給通路に、前記サドル内及び前記摺動面カバー内と連通するカバー内側噴射孔を形成する
ことを特徴とする。

上記課題を解決する第２に発明に係る工作機械のコラム熱変形抑制構造は、
工具を着脱可能に装着する主軸を回転可能に支持するサドルと、
前記サドルを摺動可能に支持する摺動面を有するコラムと、
前記摺動面を覆うように設けられ、前記サドルの摺動に伴って伸縮する摺動面カバーと、
前記摺動面カバー内に空気を供給する空気供給手段とを備え、
前記空気供給手段は、前記サドル内と連通するサドル空気供給通路を有し、
前記サドルに、前記サドル空気供給通路と接続し、且つ、前記摺動面カバー内と連通するサドル噴射孔を形成する
ことを特徴とする。

従って、本発明に係る工作機械のコラム熱変形抑制構造によれば、テレスコカバー内に空気を供給する空気供給手段を備えることにより、大掛かりな設置作業を必要とすることなく、コラムの熱変形を抑制することができる。

本発明の第１実施例に係る工作機械のコラム熱変形抑制構造の正面図である。本発明の第１実施例に係る工作機械のコラム熱変形抑制構造の平面図である。本発明の第２実施例に係る工作機械のコラム熱変形抑制構造の正面図である。本発明の第２実施例に係る工作機械のコラム熱変形抑制構造の側面図である。

以下、本発明に係る工作機械のコラム熱変形抑制構造について、図面を用いて詳細に説明する。

先ず、本発明に係る第１実施例について、図１及び図２を用いて詳細に説明する。

図１及び図２に示すように、横中ぐり盤である工作機械１には、床面Ｆに固定されるベッド１１が設けられており、このベッド１１の上部には、コラムベース１２が水平方向に摺動可能に支持されている。また、コラムベース１２の上面には、中空構造物であるコラム１３が立設されており、このコラム１３の正面である摺動面１３ａには、鉛直方向に延在する左右一対のガイドレール１４ａ，１４ｂが設けられている。これらコラム１３の摺動面１３ａ及びガイドレール１４ａ，１４ｂには、サドル１５が摺動可能に支持されており、このサドル１５内には、主軸１６が水平軸回りに回転可能に支持されている。そして、主軸１６の先端には、工具Ｔが着脱可能に装着されており、この工具Ｔにより図示しないワークの加工が行われる。

サドル１５の上部及び下部には、上部テレスコカバー（摺動面カバー）１７及び下部テレスコカバー（摺動面カバー）１８がコラム１３の摺動面１３ａを囲むように設けられている。これら上部テレスコカバー１７及び下部テレスコカバー１８は、枠状で、且つ、互いにスライド可能に積層された複数（図１においては４枚づつ）のカバー１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄ及びカバー１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄから構成されている。

上部テレスコカバー１７においては、その最上位に配置される固定カバー１７ａは、コラム１３に固定されており、この固定カバー１７ａの下方に配置される可動カバー１７ｂ〜１７ｄは、コラム１３に摺動可能に支持されている。そして、可動カバー１７ｂ〜１７ｄのうち、これらの最下位に配置される可動カバー１７ｄは、サドル１５の上面に固定されている。

また、下部テレスコカバー１８においては、その最下位に配置される固定カバー１８ａは、コラム１３に固定されており、この固定カバー１８ａの上方に配置される可動カバー１８ｂ〜１８ｄは、コラム１３に摺動可能に支持されている。そして、可動カバー１８ｂ〜１８ｄのうち、これらの最上位に配置される可動カバー１８ｄは、サドル１５の下面に固定されている。

従って、テレスコカバー１７，１８は、サドル１５の摺動に伴って、全体として上下方向に伸縮可能となっており、コラム１３の摺動面１３ａをその外側の環境から遮断するようになっている。これにより、サドル１５を摺動可能に支持するコラム１３の摺動面１３ａは、加工時に飛散した切粉や切削水等から保護されることになる。

コラム１３の上面には、送風機（空気供給手段）３０が設けられている。この送風機３０は、取り込んだ外気を送風する構成となっている。また、送風機３０には、空気供給管（カバー内側空気供給通路）４１が接続されており、この空気供給管４１は、コラム１３の摺動面１３ａに沿うように鉛直方向に延在し、その途中でサドル１５の貫通孔１５ａを貫通するように配管されている。そして、空気供給管４１には、複数の噴射孔（カバー内側噴射孔）４１ａがその長手方向に所定間隔に形成されている。なお、貫通孔１５ａは、サドル１５内と連通するものである。

従って、送風機３０を駆動すると、工作機械１（コラム１３）の周囲の外気は、送風機３０により取り込まれた後、空気供給管４１の噴射孔４１ａから噴射されて、サドル１５内及びテレスコカバー１７，１８内に供給される。そして、サドル１５内及びテレスコカバー１７，１８内に供給された外気は、上部テレスコカバー１７の上開口部や、各カバー１７ａ〜１７ｄ間及び各カバー１８ａ〜１８ｄ間の隙間から排気されることになる。

ここで、工作機械１の運転が開始されると同時に、送風機３０は駆動されるようになっており、この送風機３０により取り込まれた外気は、常に、サドル１５内及びテレスコカバー１７，１８内に供給されるようになっている。これにより、テレスコカバー１７，１８を備えたとしても、サドル１５内及びテレスコカバー１７，１８内に、直接外気を供給することができるので、コラム１３の摺動面１３ａを外気に十分接触させることができると共に、テレスコカバー１７，１８内を機械周囲の温度と同じ温度に保持することができる。この結果、コラム１３における前後方向及び左右方向の熱的バランスを一定に保つことができるので、コラム１３の熱変形を抑制することができる。よって、サドル１５の摺動時における真直度を保つことができ、加工精度の低下を防止することができる。

従って、本発明に係る工作機械のコラム熱変形抑制構造によれば、コラム１３の上面に設けた送風機３０により取り込んだ外気を、空気供給管４１によってコラム１３の摺動面１３ａに沿うように供給した後、その噴射孔４１ａからサドル１５内及びテレスコカバー１７，１８内に向けて噴射するようにしたことにより、大掛かりな設置作業を必要とすることなく、コラム１３の熱変形を抑制することができる。

次に、本発明に係る第２実施例について、図３及び図４を用いて詳細に説明する。なお、第１実施例において説明した部材と同一の部材には、同一の符号を付し、重複した説明を省略する。

図３及び図４に示すように、工作機械１の主軸１６（工具Ｔ）と反対側の床面Ｆには、送風機３０及びターミナルボックス５１が設けられており、コラムベース１２の側面及びコラム１３の側面には、ターミナルボックス５２，５３が設けられている。なお、これらターミナルボックス５１〜５３は、供給された空気を排出する構造となっている。

送風機３０とターミナルボックス５１との間にはホース５４が接続されており、また、ターミナルボックス５１，５２間及びターミナルボックス５２，５３間にはドラグチェーン式のホース５５及び接続管５６が接続されており、更に、ターミナルボックス５３とサドル１５との間にはホース５７が接続されている。なお、ターミナルボックス５１，５２，５３、ホース５４，５５，５７、接続管５６は、サドル空気供給通路を構成するものである。

また、サドル１５の上面及び下面には、噴射孔（サドル噴射孔）１５ｂ，１５ｃが形成されており、噴射孔１５ｂは上部テレスコカバー１７内と連通する一方、噴射孔１５ｃは下部テレスコカバー１８内と連通している。そして、これら噴射孔１５ｂ，１５ｃには、サドル１５内に配置される２股状のホース５７の一端が接続されている。

従って、送風機３０を駆動すると、工作機械１（コラム１３）の周囲の外気は、送風機３０により取り込まれた後、ターミナルボックス５１，５２，５３、ホース５４，５５，５７、接続管５６を介して、サドル１５の噴射孔１５ｂ，１５ｃから噴射されて、テレスコカバー１７，１８内に供給される。そして、テレスコカバー１７，１８内に供給された外気は、上部テレスコカバー１７の上開口部や、各カバー１７ａ〜１７ｄ間及び各カバー１８ａ〜１８ｄ間の隙間から排気されることになる。

また、ターミナルボックス５１，５２間をホース５５により接続すると共に、ターミナルボックス５３とサドル１５との間をホース５７により接続することにより、外気供給時において、コラムベース１２及びサドル１５が摺動しても、ホース５５，５７がそれらの摺動位置に応じて湾曲状態を変えることができる。よって、取り込んだ外気は、スムーズに供給されることになる。

これにより、テレスコカバー１７，１８を備えたとしても、サドル１５内及びテレスコカバー１７，１８内に、直接外気を供給することができるので、コラム１３の摺動面１３ａを外気に十分接触させることができると共に、テレスコカバー１７，１８内を機械周囲の温度と同じ温度に保持することができる。この結果、コラム１３における前後方向及び左右方向の熱的バランスを一定に保つことができるので、コラム１３の熱変形を抑制することができる。よって、サドル１５の摺動時における真直度を保つことができ、加工精度の低下を防止することができる。

従って、本発明に係る工作機械のコラム熱変形抑制構造によれば、フロアＦに設けた送風機３０により取り込んだ外気を、ターミナルボックス５１，５２，５３、ホース５４，５５，５７、接続管５６を介して、サドル１５内に供給した後、その噴射孔１５ｂ，１５ｃからテレスコカバー１７，１８内に向けて噴射するようにしたことにより、大掛かりな設置作業を必要とすることなく、コラム１３の熱変形を抑制することができる。

なお、上述した実施形態においては、摺動面カバーをテレスコカバー１７，１８としたが、ジャバラカバーとしても構わない。

本発明は、互いにスライド可能に積層された複数のカバー部材からなるテレスコカバー内面や、このテレスコカバーが保護する摺動面に付着した異物を除去するテレスコカバー装置に適用可能である。

１工作機械
１１ベッド
１２コラムベース
１３コラム
１３ａ摺動面
１４ａ，１４ｂガイドレール
１５サドル
１５ａ貫通孔
１５ｂ，１５ｃ噴射孔
１６主軸
１７上部テレスコカバー
１８下部テレスコカバー
３０送風機
４１空気供給管
４１ａ噴射孔
５１〜５３ターミナルボックス
５４，５５，５７ホース
５６接続管

Claims

工具を着脱可能に装着する主軸を回転可能に支持するサドルと、
前記サドルを摺動可能に支持する摺動面を有するコラムと、
前記摺動面を覆うように設けられ、前記サドルの摺動に伴って伸縮する摺動面カバーと、
前記摺動面カバー内に空気を供給する空気供給手段とを備え、
前記空気供給手段は、前記摺動面に沿って延在し、且つ、前記サドルを貫通するカバー内側空気供給通路を有し、
前記カバー内側空気供給通路に、前記サドル内及び前記摺動面カバー内と連通するカバー内側噴射孔を形成する
ことを特徴とする工作機械のコラム熱変形抑制構造。
工具を着脱可能に装着する主軸を回転可能に支持するサドルと、
前記サドルを摺動可能に支持する摺動面を有するコラムと、
前記摺動面を覆うように設けられ、前記サドルの摺動に伴って伸縮する摺動面カバーと、
前記摺動面カバー内に空気を供給する空気供給手段とを備え、
前記空気供給手段は、前記サドル内と連通するサドル空気供給通路を有し、
前記サドルに、前記サドル空気供給通路と接続し、且つ、前記摺動面カバー内と連通するサドル噴射孔を形成する
ことを特徴とする工作機械のコラム熱変形抑制構造。